(57)【要約】      （修正有）【課題】光源からの光線を十分に利用し、光線のエネルギー損失を減少することができる導光板、及びそれを用いたバックライトモジュール及び表示装置を提供する。【解決手段】導光板３２０は、本体３２１及び光入射構造３２２を備える。本体は光入射側面３２１ａを有する。光入射構造３２２は光入射側面３２１ａに設けられている。光入射構造３２２は、第１の層状構造３２２ａと、第２の層状構造３２２ｂと、第３の層状構造３２２ｃと、第４の層状構造３２２ｄが順に配列されて構成されている。ここで、第１の層状構造３２２ａは、光源３１０に近く且つ本体３２１から遠く、第４の層状構造３２２ｄは本体３２１に近い。また、第１の層状構造３２２ａの屈折率は第２の層状構造３２２ｂよりも小さく、第２の層状構造３２２ｂの屈折率は第３の層状構造３２２ｃの屈折率よりも小さく、第３の層状構造３２２ｃの屈折率は第４の層状構造３２２ｄの屈折率よりも小さい。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光入射側面を有する本体と、
前記光入射側面に設けられており、少なくとも２層の層状構造を含む光入射構造と、
を備え、
前記層状構造の屈折率は、いずれも前記本体の屈折率よりも小さく、且つ前記本体に近い前記層状構造の屈折率は、前記本体から遠い前記層状構造の屈折率よりも大きいことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記本体は平板構造であり、且つ前記光入射構造の厚さは前記平板構造の厚さと等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記本体は、平板部と、前記平板部に接続されており且つ端部を有する漸減部と、を有し、前記端部の厚さは前記平板部の厚さよりも厚く、前記光入射側面が前記端部の側面とされ、
前記光入射構造の厚みは、前記端部の厚みと等しい
ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項４】
前記光入射構造は漸減部であり、
前記本体から遠い前記層状構造は、前記本体に近い前記層状構造よりも厚さが厚い
ことを特徴とする請求項１に記載の導光板。
【請求項５】
前記層状構造の屈折率は、空気の屈折率と前記本体の材料の屈折率との間にある
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項６】
各々の前記層状構造は、めっき膜構造である
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項７】
前記層状構造の屈折率の範囲は、１〜１．５９である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項８】
前記本体の前記光入射側面は法線を有し、前記層状構造は前記法線に沿って積層されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項９】
前記層状構造は、第１の層状構造と、第２の層状構造と、第３の層状構造と、第４の層状構造とを含み、
前記第１の層状構造の屈折率が前記第２の層状構造の屈折率よりも小さく、前記第２の層状構造の屈折率が前記第３の層状構造の屈折率よりも小さく、前記第３の層状構造の屈折率が前記第４の層状構造の屈折率よりも小さい
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の導光板。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の導光板と、
前記導光板の前記光入射構造に隣接して設けられている光源と、
を備えることを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項１１】
前記光源と前記導光板との間に、寸法が５０μｍ以下である隙間がある
ことを特徴とする請求項１０に記載のバックライトモジュール
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の導光板と、
前記導光板の光入射構造に隣接して設けられている光源と、
前記導光板の前方に設けられている表示パネルと、
を備えることを特徴とする表示装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、導光モジュール及びその応用に関し、特に導光板及びそれを用いたバックライトモジュール及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、従来のバックライトモジュールを示す装置の概略図である。バックライトモジュール１００は、主に光源１１０と導光板１２０とを備え、且つ光源１１０が導光板１２０の光入射面１２１に隣接して設けられている。光源１１０と導光板１２０との間に空気層があり、空気の屈折率と導光板１２０の屈折率との差分が大きい。従って、光線が光源１１０から出射された後、空気層を通って導光板に入射すると、大きな入射角を有する光線が反射されやすくなり、エネルギーの損失を発生する。
【考案の概要】
【０００３】
そこで、本考案は、光源からの光線を十分に利用し、且つ光線のエネルギー損失を減少することができる導光板、バックライトモジュール及び表示装置を提供することを目的とする。
【０００４】
本考案の上記目的に基づいて、導光板が提供されている。この導光板は、本体と光入射構造とを備える。本体は光入射側面を有する。光入射構造体は光入射側面に設けられており、且つ少なくとも２層の層状構造を含む。ここで、層状構造の屈折率は、いずれも本体の屈折率よりも小さく、且つ本体に近い層状構造の屈折率は、本体から遠い層状構造の屈折率よりも大きい。
【０００５】
本考案の実施形態によれば、上記の層状構造の屈折率は、空気の屈折率と本体の材料の屈折率との間にある。
【０００６】
本考案の実施形態によれば、各々の上記層状構造はめっき膜構造である。
【０００７】
本考案の実施形態によれば、上記層状構造の屈折率は、１〜１．５９の範囲である。
【０００８】
本考案の実施形態によれば、上記本体の光入射側面が法線を有し、且つ層状構造は法線に沿って積層されている。
【０００９】
本考案の実施形態によれば、上記層状構造は、第１の層状構造、第２の層状構造、第３の層状構造、及び第４の層状構造を含む。第１の層状構造の屈折率は、第２の層状構造の屈折率よりも小さく、第２の層状構造の屈折率は、第３の層状構造の屈折率よりも小さく、第３の層状構造の屈折率は、第４の層状構造の屈折率よりも小さい。
【００１０】
本考案の実施形態によれば、上記本体は平板構造であり、光入射構造の厚さは平板構造の厚さと等しい。
【００１１】
本考案の実施形態によれば、上記本体は、漸減部と、平板部とを有する。漸減部は平板部に接続されており且つ端部を有する。端部の厚さは平板部の厚さよりも厚く、光入射側面が端部の側面とされる。光入射構造の厚みは、端部の厚みと等しい。
【００１２】
本考案の実施形態によれば、上記光入射構造は漸減部である。ここで、本体から遠い層状構造は、本体に近い層状構造よりも厚さが厚い。
【００１３】
本考案の上記目的に基づいて、バックライトモジュールが提供されている。このバックライトモジュールは、上記導光板及び光源を含む。光源は、導光板の光入射構造に隣接して設けられている。
【００１４】
本考案の実施の形態によれば、上記光源と導光板との間には、寸法が５０μｍ以下である隙間がある。
【００１５】
本考案の上記目的に基づいて、表示装置が提供されている。この表示装置は、上記導光板と、光源と、表示パネルとを備える。光源は、導光板の光入射構造に隣接して設けられている。表示パネルは導光板の前方に設けられている。
【００１６】
以上から、本考案の導光板は、空気層と本体との間をつなぐ媒体として、その本体の光入射側面に光入射構造が設けられている。光入射構造の屈折率の変化により光源で発生した大きな角度の光線を本体に導くことで、光エネルギーの損失を減少し、光線の利用効率を向上させる効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
実施形態及びそのメリットをより完全に理解するために、添付の図面を参照して以下の説明を行う。
【図１】は従来のバックライトモジュールを示す装置概略図である。
【図２】は本考案の第１の実施の形態に係る表示装置を示す装置概略図である。
【図３】は本考案の第１の実施の形態に係るバックライトモジュールを示す装置概略図である。
【図４】は本考案の第２の実施形態に係るバックライトモジュールを示す装置概略図である。
【図５】は本考案の第３の実施形態に係るバックライトモジュールの構成を示す装置概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
図２を参照して、本考案の第１の実施形態に係る表示装置を示す装置概略図である。本実施形態では、表示装置２００は、バックライトモジュール３００と、表示パネル２１０とを備えている。バックライトモジュール３００は、光源３１０及び導光板３２０を含む。光源３１０は、光線が導光板３２０を通って面光源を形成するように、主に導光板３２０に光線を供給する。なお、表示パネル２１０は、導光板３２０の前方に設けられている。いくつかの例では、光源３１０と導光板３２０との間に間隙Ｇ１があり、この間隙Ｇ１は、一般的に機構で組み立てる時に自然に形成される間隙であり、一般的に寸法が５０μｍ以下である間隙を必要とする。
【００１９】
次に図２を参照すると、本実施形態の導光板３２０は、本体３２１及び光入射構造３２２を備えている。本体３２１は平板構造であり、且つ光入射構造３２２の厚さは本体３２１の厚さと等しい。このうち、本体３２１は光入射側面３２１ａを有し、本体３２１の光入射側面３２１ａは法線Ｓ１を有し、光入射構造３２２は光入射側面３２１ａに設けられている。本実施形態では、光入射構造３２２は、少なくとも２層の層状構造を有し、これらの層状構造の屈折率は、いずれも本体３２１の屈折率よりも小さく、且つ本体３２１に近い方の層状構造の屈折率は本体３２１から遠い方の層状構造の屈折率よりも大きい。ここで、これらの層状構造の屈折率は、空気の屈折率と本体３２１の材料の屈折率との間にある。これにより、光源３１０から出射された大きな入射角を有する光線は、空気層から本体３２１から遠い層状構造と本体３２１に近い層状構造とに順に入射する過程で屈折し、光線の屈折する過程で徐々に光入射側面３２１ａの法線方向に向かって偏る。このため、層状構造の層数が多いほど、法線方向への偏りが多くなり、これにより、光線をより法線に近づける方向あるいは法線の方向でスムーズに本体３２１に入射させることができる。このことから、光入射構造３２２は、図１に示すような既知の導光板１２０が大きな入射角の光線を反射してエネルギー損失を生じやすいという問題を避けることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、本体３２１の屈折率は、約１．４９〜１．５９の範囲である。本体３２１の材料は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）であり得る。いくつかの実施形態では、各層の層状構造はいずれもめっき膜構造であり、且つ層状構造の数が限定されない。いくつかの実施形態では、光源３１０によって提供される光線が各々の層状構造を順に通ることができるように、層状構造が法線Ｓ１に沿って積層されている。
【００２１】
また図２を参照すると、図２の例では、光入射構造３２２は、第１の層状構造３２２ａと、第２の層状構造３２２ｂと、第３の層状構造３２２ｃと、第４の層状構造３２２ｄが順に配列されて構成されている。ここで、第１の層状構造３２２ａは、光源３１０に近く且つ本体３２１から遠く、第４の層状構造３２２ｄは本体３２１に近い。また、第１の層状構造３２２ａの屈折率は第２の層状構造３２２ｂよりも小さく、第２の層状構造３２２ｂの屈折率は第３の層状構造３２２ｃの屈折率よりも小さく、第３の層状構造３２２ｃの屈折率は第４の層状構造３２２ｄの屈折率よりも小さい。すなわち、光入射構造３２２の屈折率の変化は、光源３１０に近い側から本体３２１に近い側に向かって徐に大きくなる。これにより、光源３１０からの大きな入射角を有する光線が第１の層状構造３２２ａ、第２の層状構造３２２ｂ、第３の層状構造３２２ｃ、第４の層状構造３２２ｄを順に通る際に、徐に法線Ｓ１方向に偏りを生じて本体３２１に集まって入り込み、ひいては光反射によるエネルギー損失が減少する。
【００２２】
下記の表１を参照して、前記第１実施形態のバックライトモジュールと複数の比較例とでそれぞれ異なる屈折率の層状構造を組み合わせたシミュレーション比較表である。また、図３を参照すると、本考案の第１の実施形態に係るバックライトモジュールを示す装置概略図である。光線の使用効率を得るために、図３に示すように、光源３１０と第１の層状構造３２２ａとの間に光源３１０の光束を計測するための第１の受光器Ｒ１が設けられている。また、導光板３２０の本体３２１の光入射側面３２１ａに近い位置には、光入射構造３２２を通った光線が本体３２１に入射する光束を取得するための第２の受光器Ｒ２が設けられている。同時に、導光板３２０の本体３２１の反光入射側面３２１ｂに近い位置には、反光入射側面３２１ｂに伝達する光線の光束を取得するための第３の受光器Ｒ３が設けられている。比較例においても、本体の光入射側面に４層の層状構造を設けており、同じ位置に第１の受光器、第２の受光器及び第３の受光器をそれぞれ設けている。このうち、今回のシミュレーションでは、本体の材料をＰＭＭＡ、屈折率を１．４９、導光板の厚さを０．５２ｍｍとした。
【００２３】
表１は、第１の実施形態のバックライトモジュールと複数の比較例とでそれぞれ異なる層状構造を組み合わせた場合の光束シミュレーション比較表である。
【表１】
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【００２４】
表１を参照して、比較例１は、図１の従来の導光板１２０の構造であり、導光板１２０と光源１１０との間に光入射構造が設けられていないため、光源１１０から供給された光線は、４層の空気層（屈折率が１）を通って導光板１２０に入射して測定された光束と見なすことができる。比較例１から分かるように、光源３１０で発生した光線が導光板１２０に入射して反光入射側に到達した光束は、７４．９９０３１から６６．５０６０４ルーメンに減少し、エネルギー損失の約１１％を示している。比較例２〜比較例６から分かるように、光線は、４層の屈折率が固定（同じ）である層状構造を通ると、エネルギー損失は約６％〜１０％である。比較例７から分かるように、光線が屈折率の大きい層状構造から屈折率の小さい層状構造までそれぞれ順に通った場合、エネルギー損失が約１１％である。本考案の第１の実施形態を再度に見ると、表１から分かるように、光線がそれぞれ屈折率の小さい層状構造から屈折率の大きい層状構造まで順に通った場合、エネルギー損失が約３．９％である。このことから、本考案の光入射構造３２２の設計により、光エネルギーの損失を減少できることがわかる。
【００２５】
また、図４を参照すると、本考案の第２の実施形態に係るバックライトモジュールを示す装置概略図である。本実施形態では、バックライトモジュール４００は、光源４１０及び導光板４２０を含む。光源４１０は、光線が導光板４２０を通って面光源を形成するように、主に導光板４２０に光線を供給することができる。本実施形態では、導光板４２０は、本体４２１及び光入射構造４２２を含む。本実施形態では、本体４２１は漸減式の設計である。図４に示すように、本体４２１は、漸減部４２１ａと、漸減部４２１ａに接続される平板部４２１ｂとを備えている。このうち、漸減部４２１ａは、平板部４２１ｂよりも厚さが厚い端部４２１ｃを有している。端部４２１ｃの側面は光入射側面Ａ１である。本実施形態では、光入射構造４２２は、光入射側面Ａ１に設けられており、且つ光入射構造４２２の厚さが端部４２１ｃの厚さと等しい。
【００２６】
次に図４を参照すると、本実施形態では、光入射構造４２２は、少なくとも２層の層状構造を含み、これらの層状構造の屈折率はいずれも本体４２１の屈折率よりも小さく、且つ本体４２１に近い方の層状構造の屈折率は本体４２１から遠い方の層状構造の屈折率よりも大きい。ここで、これらの層状構造の屈折率は、空気の屈折率と本体４２１の材料の屈折率との間にある。これにより、光源４１０から出射された大きな入射角を有する光線は、空気層から本体４２１から遠い層状構造と本体４２１に近い層状構造とに順に入射する過程で屈折し、本体４２１にスムーズに入射し、前記と同様の効果を達成するため、ここでは説明を省略する。
【００２７】
図４に示すように、図４の例では、光入射構造４２２は、第１の層状構造４２２ａと、第２の層状構造４２２ｂと、第３の層状構造４２２ｃと、第４の層状構造４２２ｄとを順に配列されて構成されている。ここで、第１の層状構造４２２ａは、光源４１０に近く且つ本体４２１から遠く、且つ第４の層状構造４２２ｄは本体４２１に近い。また、第１の層状構造４２２ａは第２の層状構造４２２ｂよりも屈折率が小さく、第２の層状構造４２２ｂは第３の層状構造４２２ｃよりも屈折率が小さく、第３の層状構造４２２ｃは第４の層状構造４２２ｄよりも屈折率が小さい。すなわち、光入射構造４２２の屈折率の変化は、光源４１０に近い一方側から本体４２１に近い他方側に向かって徐に大きくなる。これにより、光源４１０からの大きな入射角を有する光線が第１の層状構造４２２ａ、第２の層状構造４２２ｂ、第３の層状構造４２２ｃ、第４の層状構造４２２ｄを順に通る際に、徐に偏りを生じて本体４２１に入射し、ひいては光反射によるエネルギー損失が減少する。
【００２８】
また、下記表２を併せて参照すると、前記第２実施形態のバックライトモジュールと複数の比較例とでそれぞれ異なる屈折率の層状構造を組み合わせた光束シミュレーション比較表である。光線の使用効率を得るために、図４に示すように、光源４１０と第１の層状構造４２２ａとの間に光源４１０の光束を計測するための第１の受光器Ｒ４が設けられている。また、導光板４２０の本体４２１の光入射側面Ｓ１に近い位置には、光入射構造４２２を通った光線が本体４２１に入射する光束を取得するための第２受光器Ｒ５が設けられている。同時に、導光板４２０の本体４２１の反光入射側面Ａ２に近い位置には、反光入射側面Ａ２に伝達する光線の光束を取得するための第３の受光器Ｒ６が設けられている。比較例においても、本体の光入射側面に４層の層状構造を設けており、同じ位置に第１の受光器、第２の受光器及び第３の受光器をそれぞれ設けている。なお、今回のシミュレーションでは、本体の材料をＰＭＭＡとし、屈折率を１．４９とし、漸減部４２１ａの端部４２１ｃの厚さを０．５２ｍｍ、平板部４２１ｂの厚さを０．４ｍｍとした。
【００２９】
表２は、第２の実施の形態のバックライトモジュールと複数の比較例とでそれぞれ異なる層状構造を組み合わせた場合の光束シミュレーションの比較表である。
【表２】
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【００３０】
表２を参照して、比較例８は、光源と導光板との間に光入射構造が設けられていない設計であるため、光源からの光線が４層の空気層（屈折率が１）を通って導光板に入射して測定された光束とみなすことができる。比較例８から分かるように、光源で発生した光線が導光板に入射して反光入射側に到達した光束は、７４．９９０３１から６２．９０２８３ルーメンに減少し、エネルギー損失の約１６％を示している。比較例９〜比較例１３から分かるように、光線が４層の屈折率が固定（同じ）である層状構造を通ると、エネルギー損失が約１３％〜１６％である。比較例１４から分かるように、光線が屈折率の大きい層状構造から屈折率の小さい層状構造までそれぞれ順に通った場合、エネルギー損失が約１７％である。本考案の第２の実施形態を再度に見ると、表１から分かるように、光線がそれぞれ屈折率の小さい層状構造から屈折率の大きい層状構造まで順に通った場合、エネルギー損失は約１０．４％である。このことから、本考案の光入射構造４２２の設計により、光エネルギーの損失を減少できることがわかる。
【００３１】
また、図５を参照すると、本考案の第３の実施形態に係るバックライトモジュールを示す装置概略図である。本実施形態では、バックライトモジュール５００は、光源５１０及び導光板５２０を含む。本実施形態において、導光板５２０は、図４の導光板４２０と同じ、いずれも漸減構造を有する導光板である。本実施形態では、導光板５２０は、本体５２１及び光入射構造５２２を含む。本実施形態では、本体５２１の側面が光入射側面Ａ１であり、且つ光入射構造５２２が光入射側面Ａ１に設けられている。ここで、本体５２１は均一な厚さを有する平板構造であり、光入射構造５２２は漸減式の構造である。また、光入射構造５２２の本体５２１に近い側の端部は、本体５２１から遠い側の端部よりも厚さが小さい。
【００３２】
次に図５を参照すると、本実施形態では、光入射構造５２２は、少なくとも２層の層状構造を含み、これらの層状構造の屈折率は、いずれも本体５２１の屈折率よりも小さく、本体５２１に近い方の層状構造の屈折率が本体５２１から遠い方の層状構造の屈折率よりも大きい。なお、本体５２１に近い層状構造は、本体５２１から遠い層状構造よりも厚さが小さい。
【００３３】
図５に示すように、光入射構造５２２は、第１の層状構造５２２ａと、第２の層状構造５２２ｂと、第３の層状構造５２２ｃと、第４の層状構造５２２ｄとが順に配列されて構成されている。ここで、第１の層状構造５２２ａは、光源５１０に近く且つ本体５２１から遠く、第４の層状構造５２２ｄは本体５２１に近い。また、光入射構造５２２の屈折率の変化は、光源５１０に近い側から本体５２１に近い側に向かって徐々に大きくなる。これにより、光源５１０からの大きい入射角を有する光線が、第１の層状構造５２２ａ、第２の層状構造５２２ｂ、第３の層状構造５２２ｃ、第４の層状構造５２２ｄを順に通る際に、徐々に偏りを発生して本体５２１に入射し、ひいては光反射によるエネルギー損失が減少する。一方、層状構造の組み合わせをそのまま導光板の漸減部とすることで、導光板の長さが増えすぎることを回避することができ、狭額縁の設計ニーズに有利となる。また、導光板の漸減部は、一般的に発光面の無効領域に位置しているため、無効領域内に光源を導光して光線から形成された大きな角度の光線を本体に入射させることができ、無効領域の最適な使用を達成することができる。
【００３４】
上記した本考案の実施形態から分かるように、本考案の導光板は、その本体の光入射側面に、空気層と本体との間をつなぐ媒体として光入射構造が設けられている。光入射構造の屈折率の変化により光源で発生した大きな角度の光線を本体に導くことで、光エネルギーの損失を減少し、光線の利用効率を向上させる効果がある。
【００３５】
本考案は以上のように実施形態で開示されているが、本考案を限定するものではなく、当業者は本考案の精神と範囲から逸脱することなく、多少の変更と変形が可能である。従って、本考案の保護範囲は特許請求の範囲に定義された範囲に準ずるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１００  バックライトモジュール
１１０  光源
１２０  導光板
１２１  光入射面
２００  表示装置
２１０  表示パネル
３００  バックライトモジュール
３１０  光源
３２０  導光板
３２１  本体
３２１ａ  光入射側面
３２２  光入射構造
３２２ａ  第１の層状構造
３２２ｂ  第２の層状構造
３２２ｃ  第３の層状構造
３２２ｄ  第４の層状構造
４００  バックライトモジュール
４１０  光源
４２０  導光板
４２１  本体
４２２  光入射構造
４２２ａ  第１の層状構造
４２２ｂ  第２の層状構造
４２２ｃ  第３の層状構造
４２２ｄ  第４の層状構造
４２１ａ  漸減部
４２１ｂ  平板部
４２１ｃ  端部
４２２  光入射構造
５００  バックライトモジュール
５１０  光源
５２０  導光板
５２１  本体
５２２  光入射構造
５２２ａ  第１の層状構造
５２２ｂ  第２の層状構造
５２２ｃ  第３の層状構造
５２２ｄ  第４の層状構造
Ａ１  光入射側面
Ａ２  反光入射側面
Ｇ１  隙間
Ｒ１  第１の受光器
Ｒ２  第２の受光器
Ｒ３  第３の受光器
Ｒ４  第１の受光器
Ｒ５  第２の受光器
Ｒ６  第３の受光器
Ｓ１  法線
【図１】
0003226648.tif 000005
【図２】
0003226648.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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